若地球只有4厘米,那等比缩小的宇宙有多大?宇宙太大了

现代人的概念中,地球的大小清晰地反映出了我们对“大”的定义,我们在地球只能体会物体之大,很难感受天体之大。这两者截然不同。对于地球和其他大型天体的比较,也许很困难,首先我们需要知道天体的“腰围”,才能接着计算它的表面积和体积

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天体的“腰围”是什么呢?它就是直径。对于地球而言,它的最大直径是赤道,这是环绕它最长的一条纬线

地球究竟有多大?太阳的大小又如何?我们能用等比例缩小地球、对比宇宙的方法,来窥探宇宙有多大吗?对于宇宙之外的邻居星系,距离又是多少?下面让我们一起展开天马行空的科学想象。假如地球只有乒乓球一般的4厘米,那等比例缩小的宇宙直径是多少?宇宙可真是太大了。

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地球的尺寸

地球是人类赖以生存的家园,它容纳了全球75亿人口,我们亲切称呼它为“地球母亲”。那么地球到底有多?地理学家应该对地球的尺寸是最清楚的。据研究表明,地球是一个两端比较扁、赤道略长近似于球体的形状,但又不是球体

所以它的半径只能用平均半径表示,地球的平均半径约为6371公里,地球最长的一根纬线是赤道,它是地球最长的一条腰围,大约是4万公里。地球的表面积根据公式4πR²计算,大约是5.1亿平方公里。

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我们总说地球是一颗蔚蓝的星球,因为它的71%是海洋,剩下29%是陆地。除去不适宜人类居住的沙漠、山地、冰川,显得人类的居住环境似乎并不多。有一种说法认为人的祖先其实是鱼类

传说过去人类像美人鱼一样生活在海洋,海洋的面积是陆地的2.3倍,而且海洋是具有深度的,如果把陆地视为一块草坪,上面站满了人,海洋则是一个水槽,它的容积使它可以装入更多的“美人鱼”

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我们说水利万物而不生海洋是生命的摇篮海洋生物种类陆生生物种类更多,海洋也比陆地空间更大,如果我们能开发海底,建立一个有氧的环境,以便在地球人口数量告急的时候获得更多的生存空间。在电影《流浪地球》中,地球因为流浪逐渐远离太阳,陆地变成了冰川,人们生活在地下,很有赛博朋克的感觉。

假如地球的陆地因为某些原因不再适宜居住,我们是不是要回到过去人鱼祖先生活的海里,像鱼一样用腮呼吸呢?我们一直没能了解地球的全貌,不用说陆地,更不用说更为广阔的海洋了。

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站在地球上的人类,人类两只脚只不过占了几百平方厘米的面积,把人类压缩,体积也不过是0.04-0.08m³,和陆地的表面积比起来不值一提,和海洋的容积比起来,更加显得渺小

人类虽然是目前地球的高智慧生物,使地球成为高度文明的一颗星球,但人类涉足的领域还只局限于地球上环境较好的地理区域,对于海洋的探索程度和深度都不及陆地。所以地球的表面积,再加上海洋容积,是非常之大的。

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太阳的尺寸

说完地球我们再来说说为地球带来光和热太阳。地球之所以存在,有湿度和温度的变化,有氧气、热量,使地球出现化合物和单细胞生物。都是因为有太阳这颗恒星的存在。

太阳散发着光和热,以它为中心太阳系,形成了八大行星。它们受到太阳巨大引力的吸引,围绕太阳公转,地球因为距离太阳的位置拥有合适的光热条件,所以形成了生命

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太阳是一颗饱含电浆(又叫等离子体)和有着众多磁场反应球体。它的直径大约是1392000千米,是地球直径的109倍,体积是地球的130万倍。换句话说,要填满整个太阳,需要130万个地球。用地球这样的小不点,用来熄灭燃烧的太阳,估计还不止130万个吧。

在地球上,我们之所以感受不到太阳的,凭肉眼观察到的太阳和晚上的月亮看起来差不多。一个散发刺眼夺目的金色光辉,一个散发静谧皓然的如水月光。实际上,太阳离我们很远,大概是1亿5千万千米

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如果要深究下去,可以发现地球距离太阳是一个范围,距离太阳最近距离的那个点叫做近日点,大约是在1月3日左右,近日点的近日距离是约1.471亿千米。距离太阳最远距离的点叫做远日点,在7月3日左右,远日距离大约1.521亿千米

我们距离月球才多远?——平均距离38万公里。月球绕地球的飞行轨迹是一个近似椭圆的形状,和近日点、远日点一样,月球也有近地点和远地点,但时间不太固定,比如2019年是2月的农历十五前后,迎来月球的近地点,距地球约35.7万千米9月的农历十五前后迎来远地点,约40.6万千米

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不管是观测距离地球较近的月球,还是观测遥远的太阳,我们都必须使用天文距离、天文数字来测量和记录,不然就会显得力不从心。但是我们熟悉的厘米和米真的无法使用了吗?要想让普通人理解,需要使用普通的概念,我们可以进行假设,把假设建立在等比例缩放的前提下。

那么问题便来了,如果我们把地球想象成一颗直径4厘米的乒乓球,那太阳的直径大概是4.3米,这样一来,是不是更容易去想象和比较了呢?

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宇宙多大?

宇宙中还有很多比太阳更大恒星,它们的亮度和体积让其变得易于观察,比如天狼星,它经常被作为“坐标”,用来指引科学家探索的方向,它的体积比太阳还大。是不是让你感觉刷新了对宇宙的认知观念,明明太阳就是我们眼中的巨无霸了,结果“山外有山,天外有天”,强中更有强中手。

举例来说明吧,“盾牌座UY”,它是已知体积最大的恒星之一,如果把它放在太阳的位置,它的光球层会淹没木星轨道,甚至直逼土星轨道。它的半径估计有1708个太阳半径那么大,体积是太阳的50倍。现在我们回到乒乓球假设问题,如果地球缩小成一颗4厘米直径的球体,那么这里提到的盾牌座,直径大概是7460米

如果把理论放在更夸张的宇宙级别上呢?想象一下,突破太阳系,超越银河系,向星系轨道的外围延伸下去,又会有怎样让人吃惊的发现呢?那些神秘的蕴藏了亿万颗天体的星团、星云,它们是否别有洞天?

咱们也不说远了,就拿地球的体量和“包围”地球的太阳系“包围”太阳系的,这三个依次叠加的级别,来个等比例缩小吧。

假如地球只有4厘米,小成一颗蹦蹦跳跳的乒乓球,那如果我们要从太阳系的一端蹦到另一端,这个弹跳的距离大约是29700公里。这个距离,超过了地球的直径12756公里

太阳系是十万个天文单位的集合体,一个天文单位是地球和太阳的距离,我们去掉零头取整,得到1.5亿这个天文单位。这个计量长度也包括外围的柯伊伯带和奥尔特星云

奥尔特云包围着柯伊伯带,跨度是柯伊伯带半径的10倍。这个星云又分内外奥尔特云,据了解,奥尔特云是太阳系形成初期星云的残留物演化的产物,是个可能存在有机物的神秘地带。

探索宇宙之外

说了太阳系再来说说银河系太阳系已经让人觉得很大了,结果在银河系的眼中,太阳系没什么存在感,有点像是个“边缘人”,太阳系没有位于银河系的中心,太阳系的太阳,在宇宙中则显得更加渺小,只是一颗稍微亮一点的恒星罢了。

注意,我们的等比例缩放又开始了,这不是演习!在地球成为4厘米乒乓球之后,银河系的直径大约是55亿公里的样子,太阳系距离银河系中心,大约7.7亿公里。

我们尚且是缩放之后进行比较,都已经来到了亿级别的计数。如果是其他银河系呢,会不会更夸张?室女座超星系,和只有“4厘米”的乒乓球作比较,直径居然达到了夸张的万亿级别——3.2万亿公里

宇宙好像是无限的,怪不得我们总说平行宇宙,一个宇宙就是一个世界。宇宙起源于宇宙大爆炸,就像一个气球,在上面画一些黑点表示天体和星系,向气球吹气,宇宙的气球越来越大,黑点距离越来越远到最后,黑点的颗粒和像素都显现出来了。

“4厘米”地球是其中之一,宇宙的直径大约是292光年。从厘米、千米到亿、亿万,最后到光年。可见宇宙的无边无际宇宙之浩瀚,无法言说

人之渺小,活出色彩

经过天马行空的假设,我们越发感到人类的渺小,和宇宙的浩瀚

就像古人发出的“羡长江之无穷、哀吾生之须臾”一般,我们虽不能把所有的丰功伟绩死后带走,只有在有生之年尽力而为,才能不抱遗憾,不枉此生

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